Навигация
Основные факторы жизни растений и законы земледелия
52544
знака
3
таблицы
0
изображений
2. Основные факторы жизни растений и законы земледелия
Факторы жизни растений подразделяются на космические и земные. К космическим относятся свет и тепло, к земным — вода, воздух и питательные вещества. Космические факторы имеют существенные особенности, так как практически не регулируются в земледелии.
Свет обеспечивает растениям необходимую энергию, которую они используют в процессе фотосинтеза для создания органического вещества. Значение света в жизни растений впервые изучил выдающийся русский ученый К.А. Тимирязев. Он доказал, что растения используют не все лучи солнечного света, а лишь с определенной длиной волн.
Видимая часть солнечного спектра (солнечная радиация) представлена лучами с длиной волны 380-760 им, а для жизнедеятельности растений необходима лишь фотосинтетически и физиологически активная радиация.
Затенение растений вызывает анатомические изменения в их строении: клетки удлиняются, побеги вытягиваются, листья становятся тоньше, но с большей поверхностью. Для лучшего улавливания солнечного света у большинства растений листья нижних ярусов располагаются горизонтально поверхности почвы или перпендикулярно к свету, а верхние — под некоторым углом. Это способствует более равномерному освещению растения.
Культурные растения предъявляют различные требования к продолжительности и интенсивности освещения. Одни требуют более длительного освещения и относятся к культурам длинного дня (пшеница, рожь, овес, ячмень). Другие же культуры ускоряют плодоношение при менее продолжительном освещении и их относят к растениям короткого дня (просо, кукуруза, гречиха).
По отношению к интенсивности освещения различают культуры светолюбивые, менее светолюбивые, теневыносливые. Для светолюбивых важным условием является интенсивное, по менее продолжительное освещение, чем для менее светолюбивых. К теневыносливым относятся культуры, которые могут некоторое время без последствий находиться в затенении, особенно на начальных стадиях развития. Их высевают под покров других, более светолюбивых. К ним относятся в основном многолетние растения, например, многолетние травы.
Для регулирования освещенности посевов применяют соответствующую агротехнику. При этом большое значение имеет правильное направление рядков к сторонам света, т. е. с севера на юг. С учетом биологических особенностей и назначения одни растения размещают на южных, другие — на северных склонах, одни культуры требуют повышенных мест рельефа, другие — пониженных.
Освещенность регулируется также густотой и способами посева и размещения растений на поле (узкорядное, широкорядное, гнездное и т. д. Важное условие — норма высева, поскольку от пес зависит густота стояния растений на единице площади. Ее необходимо строго согласовывать с биологическими особенностями культуры, сорта и почвенными условиями. Для усиления доступа к культурным растениям спета и других факторов жизни большое значение имеет своевременное прореживание посевов, борьба с сорняками и вредителями. Поэтому задачи агротехники состоят в том, чтобы повысить коэффициент использования ФАР растениями путем усиления у них ростовых процессов.
Тепло. Главным источником тепла для растений является солнечная радиация. В течение вегетационного периода растений на территории Беларуси на каждый 1 см2 поверхности почвы приходится за сутки 1 ккал тепла. Из этого количества тепла почва поглощает 43, излучает около 24 %. Следовательно, лишь около 20 %, или одна пятая часть падающей солнечной энергии, поглощается почвой, но и это тепло в основном расходуется на испарение воды с поверхности почвы. Лишь около 1 % этой энергии участвует в процессе фотосинтеза.
Важное условие для проявления жизнедеятельности растений — температура окружающей среды. Сельскохозяйственные растения предъявляют различные требования к теплу. По этому показателю они подразделяются на теплолюбивые, семена которых прорастают при температуре почвы 8-12 "С, нуждаются в сумме активных (более 10°С) среднесуточных температур воздуха 3000-4000 "С и холодостойкие, семена которых прорастают при температуре почвы 2-5 "С и за весь вегетационный период им нужна сумма активных среднесуточных температур воздуха 1200-1800 "С.
Такие теплолюбивые культуры, как огурец, томаты, бахчевые повреждаются, а иногда и полностью отмирают при положительных температурах +3-+7 "С. Несколько устойчивее к влиянию низких положительных температур гречиха, кукуруза, картофель. Овес, ячмень, рожь, пшеница, свекла, капуста относятся к холодоустойчивым культурам и при положительных температурах 3-5 "С у них не обнаруживается признаков повреждения и практически не снижается продуктивность. Среди холодостойких культур выделяются морозоустойчивые, способные переносить относительно низкие температуры (от -18 до -24 "С и ниже). К этой группе культур относятся озимые зерновые, многолетние травы.
Требование растений к температуре обычно связано с их географическим происхождением. Наиболее чувствительны к холоду растения тропического происхождения, менее чувствительными являются растения северных широт.
Однако все культурные растения независимо от места их происхождения для роста и развития требуют оптимальных температур, так как повышение и понижение температуры отрицательно сказывается на их продуктивности.
Вода. Значение воды в жизни растений определяется целым рядом ее свойств. Среди них необходимо отметить способность ее быть растворителем и средой, в которой совершается передвижение веществ и их обмен.
В растительном организме воды содержится от 70 до 95 %. С поступлением и передвижением ее в растениях связаны все жизненные процессы. При наличии воды и других факторов семена набухают и прорастают, растут ткани, поступают в растения и передвигаются в них питательные элементы, осуществляется фотосинтез и синтезируется органическое вещество. Вода — незаменимый терморегулятор для растений. Проходя через него, она регулирует температуру растительного организма и повышает его устойчивость к высоким и низким температурам. Вода поддерживает тургор клеток, распределяет по отдельным органам продукты ассимиляции.
Растения нуждаются в воде с момента посева семян и до окончания формирования урожая. При этом в разные периоды жизни растения требуют неодинакового количества воды: меньше — в начальный период, больше — в период формирования мощной вегетативной массы и генеративных органов, к концу жизни потребность в воде уменьшается. Период острой потребности растения в воде называется критическим, у зерновых он совпадает с фазой выхода в трубку — колошением, у зернобобовых — цветения, у картофеля — цветения и клубнеобразования. Недостаток влаги в это время резко снижает продуктивность растений.
Важной функцией воды является и то, что она влияет на плодородие почвы. Вступая во взаимодействие с ней, вода изменяет физическое состояние, течение микробиологических процессов, химические и другие превращения, становится одним из факторов почвообразовательного процесса, определяет уровень эффективного и потенциального плодородия почвы.
Воздух необходим как источник кислорода для дыхания растений и почвенных микроорганизмов, а также углекислого газа, усваиваемого растениями в процессе фотосинтеза. Он нужен и для микробиологических процессов в почве, в результате которых органические ее вещества разлагаются аэробными микроорганизмами с образованием водорастворимых минеральных соединений азота, фосфора, калия и других необходимых для растений элементов питания. Если состав атмосферного воздуха всегда постоянный, то состав почвенного воздуха изменяется, и это значительно влияет на почвенные процессы.
Растения также чувствительны к составу почвенного воздуха, в частности к содержанию в нем кислорода. Он прежде всего необходим для прорастания семян и потребляется корнями растении. Особенно требовательны к кислороду корнеплоды, клубнеплоды и бобовые культуры, мопсе требовательны — зерновые, злаковые многолетние травы и кукуруза.
Количество и состав почвенного воздуха можно регулировать, изменяя содержание влаги в почве путем рыхления или уплотнения почвы. Состав почвенного воздуха регулируется также путем внесения органических удобрений, что приводит к увеличению концентрации углекислого газа и уменьшению кислорода.
Для большинства сельскохозяйственных растений наилучший воздушный режим складывается, когда примерно 25 % от общего объема почвы занимает воздух и 25 % — влага.
Питательные вещества. В обмене веществ между растениями и окружающей средой важнейшим условием является корневое питание. В процессе его растения потребляют из почвы различные элементы питания, которые по количеству их потребления подразделяются на макро и микроэлементы. К макроэлементам относятся: углерод, кислород, водород, азот, фосфор, калий, кальций, магний, железо и сера, к микроэлементам — бор, марганец, медь, цинк, молибден, кобальт и др. Все макроэлементы требуются растениям в больших количествах, а микроэлементы — в незначительных.
Первые четыре макроэлемента (углерод, кислород, водород и азот) входят в состав органического вещества растений и называются органогенными, остальные — зольными. Углерод, кислород и водород, на долю которых приходится 93-94 % сухой массы растений, потребляются растениями из воздуха в процессе фотосинтеза, а азот и все остальные элементы растения берут из почвы.
Каждый элемент питания имеет определенное значение в жизни растении. Углерод, кислород, водород и азот входят в состав органических веществ. Фосфор необходим на ранних этапах развития растений, способствует лучшему развитию плодов, семян н ускорению созревания культур. Калий играет важную роль в образовании углеводов, повышает устойчивость к заболеваниям и зимостойкость. Кальции нейтрализует вредное влияние ионов водорода и алюминия. Сера, магний, железо участвуют в окислительных процессах, входят в состав многих соединений, а также являются катализаторами многих процессов. Микроэлементы входят в состав ферментов, гормонов, витаминов. Они влияют на процессы обмена веществ в растениях и выполняют ряд других функции.
Однако использование элементов питания растениями зависит от целого ряда условий: доступности их растениям, влажности почвы, температуры, освещенности, реакции почвенного раствора и других. Потребление элементов связано также с возрастом, биологическими особенностями и условиями выращивания растений. Одни растения относительно равномерно потребляют питательные вещества в течение вегетации (многолетние травы), другие в начальный период развития усваивают незначительно, а в дальнейшем поступление усиливается (картофель, корнеплоды). Отличительная особенность большинства сельскохозяйственных культур в том, что максимум потребления элементов питания приходится па какой-то конкретный период их развития.
Так, у зерновых культур это совпадает с фазами выхода в трубку — колошения, у зернобобовых — цветения — бобообразования, у кукурузы перед выметыванием метелки — за 8-10 дней. Поэтому недостаток питания в этот период резко снижает продуктивность растений. Чаще всего в почве наблюдается недостаток тех или иных элементов питания в доступной форме, поэтому в почву вносят их в виде минеральных или органических соединений, т. е. удобряют почву.
Законы земледелия есть не что иное, как выражение законов природы, проявляющихся в результате деятельности человека по возделыванию сельскохозяйственных культур. Они раскрывают связи растений с условиями внешней среды, а также определяют пути развития земледелия, которые должны осуществляться в строгом соответствии с этими законами. К основным законам земледелия относятся следующие.
Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений. Сущность его состоит в том, что все факторы жизни растений абсолютно равнозначимы и незаменимы. Согласно ему для нормального функционирования растительного организма должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений (земных, космических). Проявление этого закона носит абсолютный и относительный характер. Абсолютное значение выражается в том, что в каких бы факторах не нуждалось растение, однако отсутствие любого из них ведет к резкому снижению урожайности и даже гибели растения. Например, сколько бы не увеличивали содержание влаги в почве, она не может возместить недостаток тепла или света так же, как нельзя азот заменить фосфором или калием.
Для получения максимально возможного урожая необходимо непрерывно обеспечивать растения всеми факторами в оптимальном количестве. Однако в конкретных условиях производства этот закон приобретает относительное значение вследствие неодинаковых затрат на обеспечение растений различными факторами.
Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений дает четкое представление о том, что нет главных и второстепенных факторов.
Закон минимума впервые сформулировал Ю. Либих в 1840 г
Выявление этой закономерности имело огромное практическое значение, так как применение минеральных удобрении впервые получило научную основу. Согласно этому закону при оптимальных прочих условиях уровень урожая определяется тем фактором, который находится в минимуме. Учитывая действие закона минимума, необходимо в первую очередь проводить такие мероприятия, которые будут действовать на фактор, находящийся в данный момент в относительном минимуме, например, снабжение растений влагой при недостатке ее в почве. В то же время необходимо учитывать другие факторы, которые могут оказаться в минимуме после удовлетворения потребности растения в первом факторе, и предусмотреть мероприятия, направленные на регулирование факторов, находящихся во втором и последующих минимумах.
Любой жизненный процесс в растении начинается при каком-то минимуме температуры, протекает наилучшим образом при оптимальной температуре, замедляется, а затем и совсем прекращается по мере дальнейшего ее повышения.
Поэтому для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и более эффективного ведения земледелия необходимо не только учитывать факторы, которые есть или могутбыть в минимуме, а проводить мероприятия таким образом, чтобы они всегда находились в оптимальных для растений количествах.
Закон совокупного действия фактора в жизни растений.
В производственных условиях с изменением воздействия на растения одного из факторов неизбежно нарушается возможность в условиях продуктивного использования других. Исходя из этого закона все мероприятия, направленные на повышение эффективности использования земли, необходимо осуществлять комплексно. Комплекс условии должен представлять единое целое, так как воздействие на один из элементов непрерывно повлечет за собой необходимость воздействия и на все остальные.
Совокупное действие факторов жизни растений весьма динамичное, изменчивое, подчиняется законам физики, химии и биологии. Такое взаимодействие позволяет влиять па любой из факторов жизни растений не только прямо, но и косвенно, через другие тесно связанные с ними факторы, управлять этим процессом и формировать высокий урожай даже в сложных метеорологических условиях.
Закон возврата питательных веществ
Урожай создается из материальных составных частей под воздействием факторов жизни растений, определенная его часть — за счет веществ, получаемых растениями из почвы как среды произрастания и посредника растений в обеспечении их этими факторами.
При систематическом отчуждении урожая с поля и без возврата использованных урожаем элементов питания и энергии теряется почвенное плодородие. Если же вынос веществ и энергии компенсируются и происходит с определенной степенью превышения, то почва не только сохраняет плодородие, но и повышает его.
Согласно закону возврата, при нарушении баланса усвояемых питательных веществ в почве в результате их потерь, или вследствие выноса с урожаем его необходимо восстановить путем внесения соответствующих удобрений.
Непрерывность увеличения продуктивности почв в условиях интенсификации обусловливается химизацией, мелиорацией и механизацией. Под химизацией понимается научно обоснованное применение всех видов и форм удобрений и химических средств защиты растении. Мелиорация направлена на регулирование таких факторов жизни, как водно - воздушный и тепловой режимы почвы. Механизация способствует проведению всех видов работ по возделыванию культур от посевадо уборки и переработки в соответствии с разработанной технологией.
Руководствуясь законами земледелия, необходимо теоретически применять систему агротехнических мероприятий с учетом требований растений к конкретным условиям среды.
Система агротехнических мероприятий лишь тогда становится действенным средством управления ростом и развитием растений, когда соответствует меняющимся требованиям растений на протяжении вегетационного периода. Вследствие неодинаковых почвенных и других условии и разнообразия возделываемых в Беларуси культур в минимуме могут находиться то одни, то другие факторы жизни растений, на которые необходимо воздействовать в первую очередь, поэтому систему агротехнических мероприятий следует применять творчески.
Похожие работы
... В. Н., Носков А. А.. Проблемы развития сельского хозяйства Западной Сибири. – Новосибирск, 1975. 23. Лазарева Ж. В. Особенности развития отраслей промышленности и сельского хозяйства Омской области с начала ХХ века до 90-х годов: анализ, тенденции и переспективы // Омская область на пороге тысячелетий: политика, экономика, культура: Моногр. – Омск, 2003. 24. Макарова И. В. Вопросы ...
... — 85%, от оплодотворенных — 89,5% при одинаковых условиях кормления. Сохранность молодняка до 60-дневного возраста, отделенного от кур, при клеточном содержании — 97%. Организация промышленного производства продукции птицеводства предполагает создание предусмотренных технологией условий для выращивания и содержания птицы, комплексную механизацию трудоемких процессов, поддержание непрерывности, ...
... минеральных удобрений, пестицидов...), низкая культура земледелия, уровень технической оснащенности и качества семенного материала". [2] Таким образом, путь повышения эффективности производства в крестьянских (фермерских) хозяйствах, занимающихся производством продукции растениеводства, предусматривает, прежде всего, более углубленное изучение главами хозяйств системы земледелия и применение этих ...
... только в размерах, позволяющих удовлетворять потребности семьи в продуктах питания. Важное значение в решении проблемы увеличения объема производства продукции скотоводства имеют хозяйства населения. Их доля в валовом производстве молока составляет около 50 %. Для производства продукции животноводства они используют в основном корма, произведенные на землях сельскохозяйственных предприятий. ...
0 комментариев